高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术市赛课公开课一等奖省名师优质.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2.1.1,植物细胞工程基本技术,专题,2,2.1,植物细胞工程,第1页,学习目标,1.,简述植物组织培养技术原理和过程。,2.,描述植物体细胞杂交技术原理和过程。,第2页,课堂导入,方式一,“,君子,”,兰快速繁殖,“,春风欲擅秋风巧，催出幽兰继落梅,”,，素有,“,天下第一香,”,之称兰花，以其优美高雅叶片和芳香艳丽花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋对象。不过，兰花在自然条件下播种繁殖难度很大，需要较长时间才能取得少许幼苗。,怎样才,第3页,能满足人们对兰花需求呢？科学家在细胞全能性理论基础上发觉了兰花快速繁殖技术,植物组织培养。植物组织培养是植物细胞工程关键技术，植物细胞工程基本技术还有哪些？这些基本技术普通操作程序是怎样？让我们经过本节来学习探讨吧！,方式二,山东省金乡县是全国闻名大蒜之乡。该县农科所与中国农科院联合成功开发和培育出品质好、产量高新品种,脱毒大蒜，是植物细胞工程又一结果。什么是细胞工程？细胞工程是怎样发展起来？包含哪些基本技术？在哪些方面得到了应用？,第4页,新知导学,达标,检测,内容索引,第5页,新知导学,第6页,1.,细胞工程含义,一、细胞工程和细胞全能性,原理和方法,生物学和,生物学,操作水平,水平或,水平,目标,按照人意愿来改变细胞内 或取得_,分类,细胞工程和,细胞工程,细胞,细胞,分子,细胞器,遗传物质,细胞产品,植物,动物,第7页,2.,细胞全能性,(1),定义：含有某种生物,任何一个细胞，都含有发育成,潜能。,(2),植物细胞表现全能性条件,状态。,营养物质：种类齐全、百分比适当。,植物激素：主要是,。,外界条件：适宜温度、,pH,和光照等。,操作。,全部遗传信息,完整生物体,离体,生长素、细胞分裂素,无菌,第8页,1.,明辨细胞全能性几个易错点,(1),细胞全能性指是细胞一个潜在能力，这种潜在能力只有在特定环境中才能表现出来，而不是指细胞在任何条件下都能发育成完整生物体。,(2),植物细胞全能性较轻易表现出来，高度分化动物细胞细胞核也含有全能性，但动物细胞全能性当前仍难以得到验证。,(3),细胞含有全能性是因为细胞中含有发育成完整个体所必需,“,全套基因,”,而不是,“,全部基因,”,，配子中有全套基因，所以依然含有全能性。,归纳总结,第9页,(4),细胞表示全能性标志是发育成完整个体而不是形成某种组织或者器官。,(5),植物种子发育成完整植株，不能表示细胞全能性。因为种子中胚已完成了早期发育，相当于新植物幼体，而没有表示出细胞含有发育成完整植物体潜能。,第10页,2.,细胞全能性大小分析,(1),体细胞全能性与细胞分化程度：分化程度低分化程度高。,(2),体细胞全能性与细胞分裂能力：分裂能力强分裂能力弱。,(3),不一样类型细胞全能性：受精卵生殖细胞体细胞。,(4),不一样生物细胞全能性：植物细胞动物细胞。,第11页,例,1,植物细胞全能性是指,A.,含有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动,B.,只含有膜和质，一样能进行各种生理活动,C.,植物体细胞所含有发育成完整个体潜能,D.,含有本物种全套遗传物质特定细胞,答案,解析,含有某种植物全套遗传信息任何一个细胞，都有发育成完整新植物体潜能，也就是说，每个植物活细胞都含有全能性。,解析,第12页,例,2,以下相关细胞全能性叙述，正确是,A.,植物体只有体细胞才含有发育成完整个体所必需全套基因,B.,高度分化植物细胞只有处于离体状态时，才有可能表现出全能性,C.,植物体内一些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不一样,D.,紫色糯性玉米种子培育成植株，这反应植物种子含有全能性,答案,解析,第13页,解析,细胞含有全能性原因是细胞含有发育成完整个体所必需全套基因，而配子也含有这么全套基因，一样含有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表示结果；种子是植物器官，由种子发育成植株，是正常生命历程，不属于全能性；细胞全能性表示前提是离体培养细胞、组织或器官。,第14页,1.,植物组织培养概念分析,(1),理论基础：,。,(2),前提：,植物器官、组织、细胞。,(3),条件：,和人工控制条件下、人工配制培养基上、适宜培养条件。,(4),结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化生成胚状体或丛芽，最终形成完整植株。,二、植物组织培养技术,植物细胞全能性,离体,无菌,第15页,2.,胡萝卜组织培养过程,消毒后选取根,部位，切取,1 cm,3,左右小块，因为该部位轻易诱导形成愈伤组织,将组织块接种到诱导培养基上，诱导出,_,在,23,26,恒温,条件下培养一段时间，再将愈伤组织转接到,培养基上，培养诱导出试管苗,将试管苗移栽到大田，培养成正常植株,形成层,愈伤组织,避光,分化,第16页,1.,植物组织培养普通过程,归纳总结,(1),外植体：用于植物组织培养离体植物器官、组织或细胞。,(2),脱分化：已经分化细胞，经过诱导，失去其特有结构和功效而转变成未分化细胞过程。,第17页,(3),愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态薄壁细胞团。,(4),再分化：脱分化产生愈伤组织继续进行培养，又能够重新分化出根或芽等器官过程。,2.,植物组织培养技术注意事项,(1),外植体选择：外植体脱分化难易因植物种类、器官起源及生理情况不一样而不一样。普通来说，植物花和幼嫩组织脱分化相对比较轻易，而植物茎、叶和成熟组织较难。,第18页,(2),无菌操作：植物组织培养成功关键是防止微生物污染，全部试验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格无菌操作。,(3),光照控制：对于植物组织培养来说，光照条件非常主要。在愈伤组织诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织,(,假如是在光照条件下，轻易分化产生维管等组织，不利于产生大量愈伤组织,),。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素合成。,第19页,(4),生长素和细胞分裂素用量,生长素/细胞分裂素比值,作用效果,比值高时,促进根分化、抑制芽形成,比值低时,促进芽分化、抑制根形成,比值适中,促进愈伤组织形成,第20页,例,3,植物组织培养依据原理、方法步骤及诱导植物激素分别是,细胞全能性,离体植物器官、组织或细胞,根、芽,生长素和细胞分裂素,生长素和乙烯,愈伤组织,再分化,脱分化,植物体,A.,、,、,B.,、,、,C.,、,、,D.,、,、,答案,解析,植物组织培养原理是细胞全能性；方法步骤是：离体植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化得到根、芽，由根、芽发育成植物体；所用激素是生长素和细胞分裂素。,解析,第21页,A.,此兰花花药离体培养所得植株为二倍体,B.,阶段表达了细胞全能性，,阶段需要细胞分裂素,C.,阶段有细胞增殖，但无细胞分化,D.,过程为脱分化，,过程为再分化,例,4,(,山西榆社中学高二下期中,),如图表示四倍体兰花叶片植物组织培养过程，以下相关叙述正确是,答案,解析,第22页,解析,花药离体培养得到个体一定是单倍体植株，,A,错误；,阶段是脱分化阶段，,阶段是再分化阶段，,阶段是细胞分裂分化过程，,表达了细胞全能性，,B,、,D,错误；,阶段是脱分化阶段，没有细胞分化，只进行细胞增殖形成薄壁细胞团，,C,正确。,第23页,1.,概念：,将不一样种植物体细胞，在一定条件下融合成,，并把,培育成新,技术。,三、植物体细胞杂交技术,杂种细胞,杂种细胞,植物体,第24页,2.,过程,细胞壁,细胞壁,杂种细胞,(1),去壁：用,酶去除植物细胞壁，取得原生质体。,(2),诱导原生质体融合方法,物理法：,等。,化学法：用,诱导。,3.,意义：,克服了不一样生物,_,_,障碍。,纤维素酶和果胶,离心、振动、电激,聚乙二醇,(PEG),远缘杂交,不亲和,第25页,1.,植物体细胞杂交原理,原生质体融合过程利用了细胞膜流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞全能性。,2.,与植物体细胞杂交技术相关遗传知识,(1),植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞结合，属于无性生殖。,(2),杂种植株染色体起源于两种植物，变异类型是染色体数目标变异，形成是异源多倍体。,(3),因为含有两个亲本遗传物质，所以理论上应含有两个亲本遗传性状。,(4),培育新品种过程中，遗传物质传递不遵照孟德尔遗传定律。,归纳总结,第26页,例,5,下列图为,“,番茄,马铃薯,”,培育过程示意图，相关叙述正确是,A.,取得,a,、,b,细胞需要用胰蛋白酶和果胶酶处理,B.,诱导,a,、,b,细胞融合化学试剂普通用秋水仙素,C.a,、,b,细胞融合为,c,细胞原理是生物膜含有流动性,D.d,、,e,、,f,过程表示植物组织培养过程，,e,、,f,分别为脱分化和再分化,答案,解析,第27页,解析,植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，取得含有活力原生质体；,a,、,b,细胞融合为,c,细胞原理是细胞膜流动性；诱导,a,、,b,细胞融合化学试剂普通是聚乙二醇；,d,、,e,分别为脱分化和再分化。,第28页,例,6,A,种植物细胞,(,基因型为,Aa),、,B,种植物细胞,(,基因型为,Bb),去掉细胞壁后，诱导两种细胞原生质体融合，形成单核杂种细胞。则经过组织培养得到杂种植株是,A.,二倍体，基因型为,AaBb,B.,二倍体，基因型为,AAaaBBbb,C.,四倍体，基因型为,AaBb,D.,四倍体，基因型为,AAaaBBbb,答案,解析,杂种植株为四倍体，基因型为,AaBb,。,解析,第29页,植物体细胞杂交后植物染色体组数,(1),染色体组数目,A,、,B,两个细胞内染色体组数之和。,(2),植物体细胞杂交后植物，有几个染色体组就称为几倍体。,(3),举例：二倍体白菜和二倍体甘蓝体细胞杂交得到白菜,甘蓝有四个染色体组，为四倍体。,拓展提升,第30页,学习小结,植物细胞全能性,脱分化、再分化,第31页,达标,检测,第32页,1.,以下哪种细胞全能性最轻易得到表示,A.,青蛙皮肤细胞,B.,胡萝卜韧皮部细胞,C.,小白鼠肝脏细胞,D.,胡萝卜形成层细胞,1,2,3,4,5,答案,解析,细胞分化程度越低，全能性越轻易表示，青蛙皮肤细胞和胡萝卜韧皮部细胞都是高度分化细胞，小白鼠肝脏细胞和胡萝卜形成层细胞都含有分生能力，但植物细胞全能性比动物细胞更轻易表示，故胡萝卜形成层细胞全能性最轻易表示。,解析,第33页,2.,如图为植物组织培养过程，相关说法不正确是,答案,1,2,3,4,5,解析,试管中试管苗起源相同，都是经过植物组织培养发育而成，植株基因型相同，但不一定是纯合子。,解析,A.b,试管中细胞全能性最高,B.d,试管中培育出个体都是,纯合子,C.a,b,过程不需要光照,D.a,d,细胞分裂方式都是有丝分裂,第34页,3.(,陕西黄陵中学高二下期中,),植物细胞表现出全能性必要条件和增殖方式是,A.,脱离母体后，给予适宜营养和外界条件；减数分裂,B.,导入其它植物细胞基因；有丝分裂,C.,将成熟筛管细胞核移植到去核卵细胞内；减数分裂,D.,脱离母体后，给予适宜营养和外界条件；有丝分裂,解析,植物细胞表现全能性条件：,细胞离体和适宜外界条件；,一定营养,(,无机、有机成份,),和植物激素。植物细胞经组织培养形成植物体过程，包含脱分化和再分化两个主要步骤，在这两个过程中细胞都是经过有丝分裂方式进行增殖，故选,D,。,1,2,3,4,5,答案,解析,第35页,1,2,3,4,5,4.(,河南新野高二期中,),植物体细胞杂交还未处理问题是,A.,去除细胞壁，分离出有活力原生质体,B.,将杂种细胞培育成植株,C.,让杂种植物按照人们需要表现亲代优良性状,D.,还未培育出属间杂种植物,答案,解析,当前植物体细胞杂交产生杂种植株并没有完全表现出人们所需要性状。,解析,第36页,1,2,3,4,5,5.(,新课标,，,40,节选,),甲、乙是染色体数目相同两种二倍体药用植物，甲含有效成份,A,，乙含有效成份,B,。某研究小组拟培育同时含有,A,和,B,新型药用植物。,回答以下问题：,(1),为了培育该新型药用植物，可取甲和乙叶片，先用,_,酶和,_,酶去除细胞壁，取得含有活力,_,，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成融合细胞深入培养形成,_,组织，然后经过,_,形成完整杂种植株。这种培育技术称为,_,_,。,答案,解析,纤维素,果胶,原生质体,愈伤,再分化,(,分化,),植物体细胞杂交,技术,第37页,解析,该新型药用植物是经过植物体细胞杂交技术取得。要取得有活力原生质体才能进行体细胞杂交，所以首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞壁，然后用,PEG,化学诱导剂,(,物理方法：离心、振动等,),诱导二者原生质体融合。然后采取植物组织培养技术取得杂种植株，植物组织培养主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞全能性。,1,2,3,4,5,第38页,解析,假如植物甲、乙是两个物种，二者不能经过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙经过植物体细胞杂交技术产生后代却是可育，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常联会，产生正常配子。因为甲、乙都是二倍体，所以，植物体细胞杂交得到后代是异源多倍体,(,四倍体,),。,(2),上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指,_,_,。假设甲与乙有性杂交后代是不育，而上述杂种植株是可育，造成这种差异原因是,_,_,。,体细胞中含有三个或三,个以上,染色体组个体,在减数分裂过程中，前,者染色体,联会异常，而后者染色体联会正常,答案,解析,1,2,3,4,5,第39页,